如何安装以及部署k8s

安装和部署Kubernetes（K8s）的方法有很多，包括使用Kubeadm、Minikube、kops、以及在云服务商上部署等。在这篇文章中，我们将通过Kubeadm进行安装和部署K8s，并详细描述如何在多节点环境中配置一个Kubernetes集群。Kubeadm是一种工具，它提供了最佳实践的“kubeadm init”和“kubeadm join”命令，用于快速安装和配置一个生产级别的Kubernetes集群。我们将详细描述如何使用Kubeadm进行安装，配置网络插件，并在集群中添加节点。

一、安装Kubeadm、Kubelet和Kubectl

要安装Kubernetes集群，首先需要在每个节点上安装Kubeadm、Kubelet和Kubectl。Kubeadm是一个用于引导Kubernetes集群的工具，Kubelet是每个节点上的主代理，负责管理Pod和容器，Kubectl是一个用于与Kubernetes集群进行交互的命令行工具。

准备环境：确保所有节点上都已安装操作系统（建议使用Ubuntu或CentOS），并且已配置网络连接。在每个节点上执行以下命令来更新软件包和安装必要的依赖项：
```
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl
```

添加Kubernetes的包签名密钥：

curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -

添加Kubernetes的APT源：

cat <<EOF | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main
EOF

安装Kubeadm、Kubelet和Kubectl：

sudo apt-get update sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

禁用交换分区：Kubernetes要求交换分区被禁用，可以通过以下命令禁用交换分区：
```
sudo swapoff -a
```

二、使用Kubeadm初始化主节点

在主节点上，使用Kubeadm初始化Kubernetes集群。

初始化主节点：
```
sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
```
这里我们指定了Pod网络的CIDR范围为10.244.0.0/16，适用于Flannel网络插件。

设置kubectl命令行工具：

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

三、配置网络插件

Kubernetes集群需要一个网络插件来处理Pod间的网络通信。这里我们选择使用Flannel网络插件。

安装Flannel网络插件：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

验证网络插件是否安装成功：
```
kubectl get pods -n kube-system
```

四、加入工作节点到集群

在工作节点上，使用Kubeadm join命令加入到Kubernetes集群。

获取加入命令：在主节点初始化完成后，Kubeadm会输出一条join命令，类似于：

kubeadm join <master-ip>:<master-port> --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

在工作节点上执行join命令：

sudo kubeadm join <master-ip>:<master-port> --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

五、验证集群状态

在主节点上，使用kubectl命令来验证集群状态，确保所有节点和Pod都已正常运行。

查看节点状态：
```
kubectl get nodes
```
查看Pod状态：
```
kubectl get pods -n kube-system
```

六、部署示例应用

为了验证集群的功能，我们可以部署一个示例应用，如nginx。

创建一个Deployment：

kubectl create deployment nginx --image=nginx

暴露Deployment：

kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

查看Service状态：
```
kubectl get svc
```
访问应用：通过访问任一节点的IP和分配的NodePort来访问nginx服务。

七、配置集群持久化存储

Kubernetes支持多种持久化存储解决方案，如NFS、Ceph、GlusterFS等。这里我们将使用NFS作为示例。

在NFS服务器上安装NFS服务：

sudo apt-get install -y nfs-kernel-server

配置共享目录：

sudo mkdir -p /srv/nfs/kubedata sudo chown nobody:nogroup /srv/nfs/kubedata sudo chmod 777 /srv/nfs/kubedata

编辑/etc/exports文件：

/srv/nfs/kubedata *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)

启动NFS服务：

sudo systemctl restart nfs-kernel-server

在Kubernetes集群中创建PersistentVolume和PersistentVolumeClaim：

apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: nfs-pv spec: capacity: storage: 1Gi accessModes: - ReadWriteMany nfs: path: /srv/nfs/kubedata server: <nfs-server-ip> --- apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: nfs-pvc spec: accessModes: - ReadWriteMany resources: requests: storage: 1Gi

部署使用NFS存储的应用：

apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: nfs-nginx spec: replicas: 1 selector: matchLabels: app: nfs-nginx template: metadata: labels: app: nfs-nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx volumeMounts: - name: nfs-storage mountPath: /usr/share/nginx/html volumes: - name: nfs-storage persistentVolumeClaim: claimName: nfs-pvc

八、监控和日志管理

监控和日志管理是维护Kubernetes集群的重要部分。Prometheus和Grafana是常用的监控工具，Elasticsearch、Fluentd和Kibana（EFK）是常用的日志管理工具。

安装Prometheus和Grafana：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/kube-prometheus/master/manifests/setup kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/kube-prometheus/master/manifests/

访问Grafana：通过访问Grafana的Service来查看监控数据。

安装EFK：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/kubernetes/master/cluster/addons/fluentd-elasticsearch/es-statefulset.yaml kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/kubernetes/master/cluster/addons/fluentd-elasticsearch/es-service.yaml kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/kubernetes/master/cluster/addons/fluentd-elasticsearch/fluentd-es-ds.yaml kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/kubernetes/master/cluster/addons/fluentd-elasticsearch/kibana-deployment.yaml kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/kubernetes/master/cluster/addons/fluentd-elasticsearch/kibana-service.yaml

访问Kibana：通过访问Kibana的Service来查看日志数据。

九、安全和权限管理

安全和权限管理是保障Kubernetes集群安全的关键。可以使用RBAC（基于角色的访问控制）来管理权限。

创建RBAC角色和绑定：

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: Role metadata: namespace: default name: pod-reader rules: - apiGroups: [""] resources: ["pods"] verbs: ["get", "watch", "list"] --- apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: RoleBinding metadata: name: read-pods namespace: default subjects: - kind: User name: "example-user" apiGroup: rbac.authorization.k8s.io roleRef: kind: Role name: pod-reader apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

创建ServiceAccount：

apiVersion: v1 kind: ServiceAccount metadata: name: example-sa namespace: default

绑定ServiceAccount到Pod：